JPS60132320A - 気相成長反応管 - Google Patents
気相成長反応管Info
- Publication number
- JPS60132320A JPS60132320A JP23990283A JP23990283A JPS60132320A JP S60132320 A JPS60132320 A JP S60132320A JP 23990283 A JP23990283 A JP 23990283A JP 23990283 A JP23990283 A JP 23990283A JP S60132320 A JPS60132320 A JP S60132320A
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- JP
- Japan
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- gas
- flow
- vapor
- symmetrical
- reaction tube
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02538—Group 13/15 materials
- H01L21/02546—Arsenides
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、半導体薄膜の気相成長に用いられる気相成長
反応管に関する。
反応管に関する。
（従来例の構成とその問題点）
半導体素子を作製する上で、均一性の長い気相成長薄膜
を得ることが要求される。すなわち、均一性の良い薄膜
は、同一ウェハ上での素子特性のバラツキを抑え、高い
製造歩留の達成を容易にするＯ 気相成長法では、一般的に、石英等の材質でできた気相
成長反応管を用い、内部に半導体結晶成長用ガスを流し
、薄膜を作製する。この反応管には、ガスを流すための
、入口と出口（以下、排気口と言う。）が少くとも１個
付いている。このガスの入口と排気口のそれぞれの位置
は、作製した半導体薄膜の膜厚均一性や半導体素子の電
気的・光学的特性に大きく影響するにもかかわらず、従
来、余シ注意が払われていなかった。その結果、反応管
内部を流れる気体中で、異なる位置と時間で各気体につ
いて濃淡が生じて不均一な流れとなシ、そのため、半導
体薄膜の膜厚が不均一になシ、同一ウエバ内で半導体を
作製した場合、その特性がばらつくことが多かった。
を得ることが要求される。すなわち、均一性の良い薄膜
は、同一ウェハ上での素子特性のバラツキを抑え、高い
製造歩留の達成を容易にするＯ 気相成長法では、一般的に、石英等の材質でできた気相
成長反応管を用い、内部に半導体結晶成長用ガスを流し
、薄膜を作製する。この反応管には、ガスを流すための
、入口と出口（以下、排気口と言う。）が少くとも１個
付いている。このガスの入口と排気口のそれぞれの位置
は、作製した半導体薄膜の膜厚均一性や半導体素子の電
気的・光学的特性に大きく影響するにもかかわらず、従
来、余シ注意が払われていなかった。その結果、反応管
内部を流れる気体中で、異なる位置と時間で各気体につ
いて濃淡が生じて不均一な流れとなシ、そのため、半導
体薄膜の膜厚が不均一になシ、同一ウエバ内で半導体を
作製した場合、その特性がばらつくことが多かった。
（発明の目的）
本発明は上記欠点に鑑み、膜厚の均一性の良い半導体薄
膜を得ることのできる気相成長反応管を提供しようとす
るものである。
膜を得ることのできる気相成長反応管を提供しようとす
るものである。
（発明の構成）
本発明の気相成長反応管は、複数個の゛排気口が気体の
流れの方向に対して垂直なほぼ同一面内で、気体全体の
流れの方向から見て線対称又は点対称の位置に設けられ
ており、この構成により、内部を流れる数種の気体のモ
ル比が、反応管内部での時間と位置に依存する度合をで
きるだけ減少させ、その結果、均一性の良い半導体薄膜
を気相成長する事を可能とし、同一ウエバ内で再現性良
く、電気的・光学的特性のバラツキの少ない半導体素子
を高い製造歩留で得る事ができる。
流れの方向に対して垂直なほぼ同一面内で、気体全体の
流れの方向から見て線対称又は点対称の位置に設けられ
ており、この構成により、内部を流れる数種の気体のモ
ル比が、反応管内部での時間と位置に依存する度合をで
きるだけ減少させ、その結果、均一性の良い半導体薄膜
を気相成長する事を可能とし、同一ウエバ内で再現性良
く、電気的・光学的特性のバラツキの少ない半導体素子
を高い製造歩留で得る事ができる。
（実施例の説明）
本発明の気相成長反応管について、図や表を用い、具体
的に実施例を説明する。
的に実施例を説明する。
第１図に示す様な気相成長反応管を用いて結晶成長を行
なう。反応管内には、例えば、グラファイト製のサセプ
タ１１があり、これが高周波誘導加熱用コイル１２によ
り加熱され、サセプタ１１上に置いた基板１３はサセプ
タ１１により加熱される。１４は半導体材料ガス入口、
１５はガス排気口、１６はサセプタ支持棒、１７は気相
成長反応器である。ここでは−例としてＧａＡｓ基板１
３上へのアンド−ブト薄膜の成長を気相成長法の一種で
ある有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法ともいう）によ
り行なう。アンド−ブトＧａＡｓ薄膜を成長させるため
の材料として、（ＣＨｓ）３Ｇａ （） リメチルガリ
ウム）とＡＳＨ５（アルシりを用いる。結晶成長時間は
、基板１３の温度が６５０℃、（ＣＡ ３ ）ｓ ｃ
ａとＡ ｓ Ｈ３のモル比〔Ａｓ宵。Ｈ６）５ｏ、〕＝
１０全ガス流量１０１／分である。
なう。反応管内には、例えば、グラファイト製のサセプ
タ１１があり、これが高周波誘導加熱用コイル１２によ
り加熱され、サセプタ１１上に置いた基板１３はサセプ
タ１１により加熱される。１４は半導体材料ガス入口、
１５はガス排気口、１６はサセプタ支持棒、１７は気相
成長反応器である。ここでは−例としてＧａＡｓ基板１
３上へのアンド−ブト薄膜の成長を気相成長法の一種で
ある有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法ともいう）によ
り行なう。アンド−ブトＧａＡｓ薄膜を成長させるため
の材料として、（ＣＨｓ）３Ｇａ （） リメチルガリ
ウム）とＡＳＨ５（アルシりを用いる。結晶成長時間は
、基板１３の温度が６５０℃、（ＣＡ ３ ）ｓ ｃ
ａとＡ ｓ Ｈ３のモル比〔Ａｓ宵。Ｈ６）５ｏ、〕＝
１０全ガス流量１０１／分である。
なお、サセプタ１１は、直径２インチで、基板１３は３
０ｍ角のものを使用した。結晶成長時間は６０分である
。
０ｍ角のものを使用した。結晶成長時間は６０分である
。
気相成長反応管の排気口の位置及び形状については、こ
こでは、第２図と第３図に示すものを用いている。それ
ぞれ、前記の結晶成長時間で、アンド−シトＱａＡｓ薄
膜を成長させ、その成長膜厚を測定して、比較を行った
。第４図に測定結果を示す。位置Ｘは、第２図、第３図
に示すように定義される。即ち、点Ａを原点として、Ａ
から点Ｂの方向への距離を＋、それと逆の点Ｃへの方向
を−とじている。第４図よシ、明らかに、第３図の断面
形状の気相成長反応管を用いた方が、成長膜厚の面内均
一性が良い事がわかる。なお、直線ＢＣと垂直な方向で
のウェハ面内での成長膜厚の均一性は第２図、第３図と
も比較的良く、余り変わらない。
こでは、第２図と第３図に示すものを用いている。それ
ぞれ、前記の結晶成長時間で、アンド−シトＱａＡｓ薄
膜を成長させ、その成長膜厚を測定して、比較を行った
。第４図に測定結果を示す。位置Ｘは、第２図、第３図
に示すように定義される。即ち、点Ａを原点として、Ａ
から点Ｂの方向への距離を＋、それと逆の点Ｃへの方向
を−とじている。第４図よシ、明らかに、第３図の断面
形状の気相成長反応管を用いた方が、成長膜厚の面内均
一性が良い事がわかる。なお、直線ＢＣと垂直な方向で
のウェハ面内での成長膜厚の均一性は第２図、第３図と
も比較的良く、余り変わらない。
以上よシ明らかなように、気相成長反応管の排気口が複
数個あり、その位置関係が第３図に示す様に、線対称又
は点対称−である方が、均一性良く、気相成長薄膜が得
られる事がわかる。この理由としては、例えば第１図で
排気口１５がないとすると、気相反応管内にガスのよど
み領域１８ができ、これがその上流側のガスの流れを乱
し、反応管内の特に基板１３よシ上流ｆｉ１１のガス中
のそれぞれの気体の混合割合や気体全体の流速を変化さ
せる。ことによると考えられる。
数個あり、その位置関係が第３図に示す様に、線対称又
は点対称−である方が、均一性良く、気相成長薄膜が得
られる事がわかる。この理由としては、例えば第１図で
排気口１５がないとすると、気相反応管内にガスのよど
み領域１８ができ、これがその上流側のガスの流れを乱
し、反応管内の特に基板１３よシ上流ｆｉ１１のガス中
のそれぞれの気体の混合割合や気体全体の流速を変化さ
せる。ことによると考えられる。
この気相成長反応管は、半導体基板だけでなく、誘電体
又は絶縁体基板上への薄膜成長にも用いる事ができ、成
長薄膜の材料も、Ｓｉ ＋Ｑｅ及びＧａＡ３ ＋ＩｎＰ
を初めとする全ての半導体材料が可能であり、広く用い
る事ができる。また、気相成長反応管は断面が円形だけ
でなく、多角形でも可能で、排気口の形状も円筒形や四
角筒形など様々のものを用いる事ができる。
又は絶縁体基板上への薄膜成長にも用いる事ができ、成
長薄膜の材料も、Ｓｉ ＋Ｑｅ及びＧａＡ３ ＋ＩｎＰ
を初めとする全ての半導体材料が可能であり、広く用い
る事ができる。また、気相成長反応管は断面が円形だけ
でなく、多角形でも可能で、排気口の形状も円筒形や四
角筒形など様々のものを用いる事ができる。
（発明の効果）
以上のように、本発明は、排気口が、気体の流れの方向
から見て、線対称又は点対称の位置に複数個設けられる
ことにより、均一な膜厚の半導体薄膜を成長させること
ができ、その実用的効果は大なるものである。
から見て、線対称又は点対称の位置に複数個設けられる
ことにより、均一な膜厚の半導体薄膜を成長させること
ができ、その実用的効果は大なるものである。
第１図は、本実施例で用いた気相成長反応管を示す図、
第２図は、従来用いられている気相成長反応管の断面図
、第３図は、本実施例で用いた気相成長反応管の断面形
状を示す図、第４図は、従来例と本発明の気相成長反応
管における薄膜の膜厚の面内分布を示す図である。 １１・・・サセプタ、１２・・・誘導加熱用コイル、１
３・・・基板、１４・・・半導体材料ガス入口、１５・
・・ガス排気口、１６・・・サセプタ支持棒、１７・・
・気相成長反応管、１８・・・ガスよどみ領域。 第１図 第２図 第３図
第２図は、従来用いられている気相成長反応管の断面図
、第３図は、本実施例で用いた気相成長反応管の断面形
状を示す図、第４図は、従来例と本発明の気相成長反応
管における薄膜の膜厚の面内分布を示す図である。 １１・・・サセプタ、１２・・・誘導加熱用コイル、１
３・・・基板、１４・・・半導体材料ガス入口、１５・
・・ガス排気口、１６・・・サセプタ支持棒、１７・・
・気相成長反応管、１８・・・ガスよどみ領域。 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- 複数の排気口が、気体全体の流れの方向から見て線対称
又は点対称の位置に設けられていることを特徴とする気
相成長反応管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23990283A JPS60132320A (ja) | 1983-12-21 | 1983-12-21 | 気相成長反応管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23990283A JPS60132320A (ja) | 1983-12-21 | 1983-12-21 | 気相成長反応管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60132320A true JPS60132320A (ja) | 1985-07-15 |
Family
ID=17051550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23990283A Pending JPS60132320A (ja) | 1983-12-21 | 1983-12-21 | 気相成長反応管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60132320A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102828167A (zh) * | 2011-06-13 | 2012-12-19 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种排气方法、装置及基片处理设备 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51140473A (en) * | 1975-05-30 | 1976-12-03 | Hitachi Ltd | Device for forming film |
| JPS5810818A (ja) * | 1981-07-14 | 1983-01-21 | Shimadzu Corp | プラズマｃｖｄ装置 |
| JPS5817612A (ja) * | 1981-07-24 | 1983-02-01 | Toshiba Corp | グロ−放電による膜形成装置 |
-
1983
- 1983-12-21 JP JP23990283A patent/JPS60132320A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51140473A (en) * | 1975-05-30 | 1976-12-03 | Hitachi Ltd | Device for forming film |
| JPS5810818A (ja) * | 1981-07-14 | 1983-01-21 | Shimadzu Corp | プラズマｃｖｄ装置 |
| JPS5817612A (ja) * | 1981-07-24 | 1983-02-01 | Toshiba Corp | グロ−放電による膜形成装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102828167A (zh) * | 2011-06-13 | 2012-12-19 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种排气方法、装置及基片处理设备 |
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